摘要:高中化學以初中化學的學習為基礎,在學習內(nèi)容廣泛性與知識點難易方面都有較大的提升。作為高中化學的一個關鍵性學習內(nèi)容,化學平衡原理對總結化學反應規(guī)律、展現(xiàn)化學反應本質有較大的意義。學生要想學好高中化學,就必須要掌握與熟練應用化學平衡原理的有關知識。本文主要介紹了化學平衡原理的內(nèi)涵,并介紹巧用化學平衡原理的一些方法。
關鍵詞:高中化學;化學平衡原理;應用
化學平衡原理主要指在化學反應的宏觀條件下出現(xiàn)有相同反應速率的可逆反應,雖然化學平衡的定義較為簡單,但其實際應用較為復雜。在高中階段,化學學習貫徹整個過程,是關鍵性學習內(nèi)容,對學生的化學成績有重要影響。
一、 化學平衡原理的內(nèi)涵
化學規(guī)律的一個集中展現(xiàn)就是化學平衡原理,主要內(nèi)容就是可逆反應,也就是在化學反應達到相對平衡時,反應物濃度與生成物濃度都不會再出現(xiàn)變化。在化學平衡處于穩(wěn)定的狀態(tài)下,也不會再發(fā)生化學反應。在出現(xiàn)可逆反應的時候,正反應和逆反應的發(fā)生速率相等,混合物各成分濃度都不會再出現(xiàn)變化?;瘜W反應達到平衡的標志為耗去反應物的總量和生成量處于一致狀態(tài)。根據(jù)化學平衡原理可知,生成化學物與消耗化學物在化學反應內(nèi)濃度相等,化學平衡在出現(xiàn)移動的時候,物質總量不會出現(xiàn)變化,物料保持守恒。
二、 高中化學中對化學平衡原理的巧用
1. 對化學平衡的狀態(tài)實施判定
判定化學反應是否達到了平衡狀態(tài),能引導學生對化學平衡實施高效應用,為此學生要掌握反應物濃度的計算方法。另外,可逆反應中也能利用其他現(xiàn)象對化學反應平衡狀態(tài)進行判斷。比如一些化學物質在反應時其顏色會隨之變化,據(jù)此就可以判斷其是否達到平衡狀態(tài)。如,NO2與N2O4之間的相互轉化,當顏色不變時即可判斷達到平衡狀態(tài)。鑒于化學反應有不一樣的環(huán)境,判定反應有沒有達到平衡的標準也發(fā)生變化,比如在密閉容器中發(fā)生的化學反應,容器中氣體壓強不變化的時候就有可能代表其處于平衡狀態(tài)。如在一個恒容容器中H2和N2生成NH3的反應,當其混合氣體壓強不變化的時候,就代表H2和N2之間的化學反應已經(jīng)達到了化學平衡。
2. 對化學平衡的有關知識有全面了解
化學反應在發(fā)生的時候,因外界條件、環(huán)境比較復雜,會在一定程度上影響到反應結果,所以學生要系統(tǒng)化掌握化學平衡的有關知識,避免因辨別不清導致錯誤。比如容器容積在恒定的環(huán)境下,有稀有氣體進入的時候,容器中壓強會出現(xiàn)一定的變化,但化學平衡的狀態(tài)并不會被打破,出現(xiàn)這種情況的原因為化學反應內(nèi),稀有氣體的加入不會導致反應物濃度與生成物濃度改變。
3. 判斷化學反應平衡的一些技巧
除了依據(jù)物質顏色發(fā)生的變化、恒定容積中氣體總壓強不變等來判斷化學反應平衡狀態(tài)之外,還可以有另外一些判斷技巧。(1)化學反應內(nèi)氣體平均分子的質量在恒定的情況下,或反應中氣體密度恒定的情況下,可以判斷化學反應已經(jīng)處于平衡狀態(tài)。比如在NH3與O2反應會生成H2O和NO,在化學反應中氣體平均分子的質量達到恒定狀態(tài)時,就代表化學反應處于平衡狀態(tài)。(2)借助圖像判斷化學平衡。圖像具有較強的直觀性,學生能通過分析圖像能較快判斷化學反應是否達到了平衡狀態(tài)?;瘜W老師在圖像教學中,要讓學生掌握圖像中橫縱坐標的意義,在曲線的起點、拐點與終點代表的意義,對曲線走向加強關注。在可逆性化學反應中,溫度變化、加入催化劑都會影響到化學反應。為此,學生可以參考圖像對化學反應有沒有達到平衡進行精準判定。假如圖像縱坐標代表反應速率,曲線陡峭度越大,也就是斜率較大的時候,代表化學物質處于加速反應狀態(tài),在某一個時間點的時候斜率變成0,在這個時候就可以判定該化學反應處于平衡狀態(tài)。(3)依據(jù)化學反應溫度變化對化學平衡狀態(tài)進行判定。一些化學物質在反應時會有放熱或吸熱現(xiàn)象出現(xiàn)。假如化學反應屬于絕熱體系,化學反應中的溫度保持恒定的時候,就代表化學反應處于平衡狀態(tài)。比如在SO2和O2反應生成SO3,有放熱現(xiàn)象發(fā)生,體系溫度不變的時候,化學反應就可以判斷達到了平衡狀態(tài)。
三、 結語
在高中化學的學習中,化學平衡原理是一個主要難點,也是高考的必考點,具有一定的難度和復雜性,涉及化學反應的干擾因素、觀察和判斷平衡狀態(tài)等知識。為此,化學老師要借助化學反應中的顏色變化、氣體壓強、溫度、平均分子、圖像等巧用化學平衡原理,提高化學學習效率。
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作者簡介:束靖,安徽省合肥市,安徽省合肥市肥西縣上派鎮(zhèn)肥西第三中學。